用于列管式GGH烟道系统的分流截流式导流装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于列管式GGH烟道系统的分流截流式导流装置，布置在换热器入口上游原烟道的烟道弯道处，由弧形薄片结构和平直薄片结构组成，弧形薄片结构的凸面正对烟气来流方向，起截流作用；平直薄片结构位于弧形薄片结构的后部，起分流作用；弧形薄片结构底端与平直薄片结构前端紧密连接，使来流被分流截流式导流装置分流、截流，经过绕流后得到径向速度大小相近、方向相反的两部分流体，并在汇合后其径向速度大部分相互抵消，使得主流场的速度方向平行于烟道走向。该装置对烟气起分流、截流作用，能使不稳定流动区域远离换热器入口并向烟道弯道处迁移，在换热器入口附近形成平行于烟道走向的主流场，从而使换热器入口附近流场的均匀性得到提高。

【技术实现步骤摘要】
用于列管式GGH烟道系统的分流截流式导流装置
本专利技术涉及一种列管式GGH烟道系统，尤其是一种用于列管式GGH烟道系统的分流截流式导流装置。
技术介绍
在火电厂湿法烟气脱硫工艺中，排烟温度低至50℃左右将会使烟囱出口呈白色水雾状，并伴随石膏雨的产生，造成环境污染。为避免这种情况的出现，上个世纪德国、日本就已在烟气脱硫(FGD)后加装烟气-烟气换热器(GGH)，我国也借鉴国外技术普遍安装GGH，用于解决已经投入使用的烟囱的腐蚀问题，增强污染物扩散、降低水耗以及提高烟气排放温度。GGH对烟气在换热器入口附近流场的均匀性有着较高地要求。烟气在进入换热器管束前，若流速过高或存在严重的回流等都易引起管束振动，影响设备运行的稳定性及安全性，并伴随噪声污染；若流速过低则易导致烟道积灰，腐蚀烟道。因此，为了保证设备安全运行、延长设备的使用寿命，在工程应用中，通过提高换热器入口附近流场的均匀性来改善GGH烟道系统的振动问题，其具有良好的应用前景及意义。在设备实际运行过程中，换热器入口的上游烟道处不可避免地存在弯道，且在换热器入口处烟道突然扩大，这些因素均会使得换热器入口附近流场分布不均匀并形成旋流，导致换热器管束振动、磨损，影响设备运行的稳定性及安全性。工程上考虑加设导流装置(如导流板等)来改善换热器入口附近的流场分布，以提高其流场均匀性，减少管束振动、磨损。现有技术一：申请号为CN201620407676、名称为“一种SCR反应器上部斜切烟道内的导流装置”的专利，该专利在SCR系统反应器上部斜切烟道内，采用渐缩布置的方式，水平面向上布置三片直-弧-直型导流板和一片直-弧型导流板，以提高斜切烟道内的流场分布均匀性。现有技术二：申请号为CN201521053176、名称为“烟道导流装置”的专利，该专利在烟道弯头的内弧侧与外弧侧之间布置一个带多个弧形导流板的栅格组件，以细分气流，均衡气流流场。上文述及的两种现有技术均在烟道弯道处布置多个互相平行的导流板对来流进行整流，使烟气流向平行于烟道走向，达到提高流场均匀性的目的。然而，此类方案不仅实施困难、耗材多，且对换热器入口附近的流场分布优化效果不佳，烟气经导流板导流后在换热器入口附近形成的流场偏心于一侧，易引发旋流，导致管束振动、磨损，不利于设备运行的稳定性及安全性。
技术实现思路
为改善上述缺陷，本专利技术基于分流、截流的思想，设计了一种用于列管式GGH烟道系统的分流截流式导流装置，该导流装置由一个弧形薄片结构和一个平直薄片结构组成，并布置在烟道弯道处。该导流装置对烟气起分流、截流作用，能使不稳定流动区域远离换热器入口并向烟道弯道处迁移，在换热器入口附近形成平行于烟道走向的主流场，从而使换热器入口附近流场的均匀性得到提高。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种用于列管式GGH烟道系统的分流截流式导流装置，布置在换热器入口上游原烟道的烟道弯道处，由一个弧形薄片结构和一个平直薄片结构组合而成，所述弧形薄片结构的凸面正对烟气来流方向，起截流作用；平直薄片结构位于弧形薄片结构的后部，起分流作用；弧形薄片结构的底端与平直薄片结构的前端紧密连接，使来流被分流截流式导流装置分流、截流，经过绕流后得到径向速度大小相近、方向相反的两部分流体，并在汇合后其径向速度大部分相互抵消，使得主流场的速度方向平行于烟道走向。进一步，所述弧形薄片结构的凸面与烟道弯道之间形成一条流道a。进一步，所述平直薄片结构平行烟道方向布置，并与烟道弯道之间形成一条流道b。进一步，所述弧形薄片结构的圆心角和半径、平直薄片结构的长度，以及弧形薄片结构与平直薄片结构之间的连接角度，与烟道和流动的特征量相适配。本专利技术的有益效果是：通过在烟道弯道处布置一个分流截流式导流装置，使烟气被分流、截流，经过绕流后在换热器入口附近形成平行于烟道方向的主流场，使流动不稳定区域远离换热器入口并向烟道弯道处迁移，提高换热器入口附近流场的均匀性，使烟气更均匀地流入管束，有助于减弱设备振动、磨损，提高设备运行的稳定性及安全性。另外，本专利技术涉及的分流截流式导流装置只需在烟道弯道处布置一个弧形薄片结构和一个平直薄片结构，结构简单、易实施、耗材较少。附图说明图1为分流截流式导流装置布置示意图；图中：1：分流截式导流装置；2：弧形薄片结构；3：平直薄片结构；4：烟道弯道；a：弧形薄片结构的凸面与烟道弯道之间形成的一条流道；b：平直薄片结构与烟道弯道之间形成的另一条流道；图2为列管式GGH烟道系统模型示意图；图中：30：原烟道；31：换热器；32：净烟道；图3为原始型和优化型的XY中轴面速度流场分布图；图中：(ⅰ)原始型XY中轴面速度流场分布图，(ⅱ)为优化型XY中轴面速度流场分布图；图4为原始型和优化型换热器入口处的速度不均匀度σ云图；图中：(ⅰ)原始型换热器入口处的速度不均匀度σ云图，(ⅱ)优化型换热器入口处的速度不均匀度σ云图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术为一种用于列管式GGH烟道系统的分流截流式导流装置。本专利技术基于分流、截流构思，在换热器上游烟道的弯道处设置一个分流截流式导流装置，对来流起分流、截流作用。该分流截流式导流装置由一个弧形薄片结构和一个平直薄片结构组合而成。其中，弧形薄片结构的凸面正对烟气来流方向，起截流作用；平直薄片结构位于弧形薄片结构的后部，且平行于流道方向布置，起分流作用。弧形薄片结构的底端与平直薄片结构的前端紧密连接。来流被分流截流式导流装置分流、截流，经过绕流后得到径向速度大小相近、方向相反的两部分流体，并在汇合后其径向速度大部分相互抵消，使得主流场的速度方向平行于烟道走向。本专利技术具体设置方案如图1所示，所涉及的分流截流式导流装置1由一个弧形薄片结构2及一个平直薄片结构3组成，布置在换热器入口上游原烟道的烟道弯道4处。其中，弧形薄片结构2的凸面正对烟气来流方向，并与烟道弯道4形成一条流道a；平直薄片结构3位于弧形薄片结构2的后部，且平行于烟道方向布置，并与烟道弯道4形成另一条流道b。弧形薄片结构2的底端与平直薄片结构3的前端紧密连接。烟气来流在分流截流式导流装置1的作用下分别流入流道a、b，经过绕流后两部分流体的径向速度大小相近、方向相反，因此，流道a、b的流体汇合于导流装置上方的烟道竖直段时其径向速度大部分相互抵消，使得汇合后主流场的速度方向平行于烟道走向，从而使不稳定流动区域远离换热器入口，提高换热器入口附近流场的均匀性。以某电厂列管式GGH烟道系统为例，按1：1的比例对烟道系统建立一个几何模型，下文称该模型为原始型，如图2所示。原始型由原烟道30、换热器31和净烟道32三部分组成，其中，原烟道30位于换热器31入口的上游，且原烟道30的换热器部分与净烟道32的换热器部分互相垂直。原始型的烟道中存在较多的不稳定流动区域，且在靠近换热器入口处形成较大的旋流，导致设备振动，严重影响了设备运行的稳定性及安全性。为提高原始型换热器入口附近流场的均匀性，引入本专利技术对原始型的烟道流场进行优化，下文称优化后的模型为优化型，运用Fluent软件并结合电厂实地测得的数据分别对原始型和优化型进行数值模拟计算，且采用相对标准偏差Cv和速度不均匀度σ作为评价流场优化效果的指标。工程上，Cv和σ的值越低则流场分布均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于列管式GGH烟道系统的分流截流式导流装置，布置在换热器入口上游原烟道的烟道弯道处，由一个弧形薄片结构和一个平直薄片结构组合而成，其特征在于：所述弧形薄片结构的凸面正对烟气来流方向，起截流作用；平直薄片结构位于弧形薄片结构的后部，起分流作用；弧形薄片结构的底端与平直薄片结构的前端紧密连接，使来流被分流截流式导流装置分流、截流，经过绕流后得到径向速度大小相近、方向相反的两部分流体，并在汇合后其径向速度大部分相互抵消，使得主流场的速度方向平行于烟道走向。

【技术特征摘要】
1.一种用于列管式GGH烟道系统的分流截流式导流装置，布置在换热器入口上游原烟道的烟道弯道处，由一个弧形薄片结构和一个平直薄片结构组合而成，其特征在于：所述弧形薄片结构的凸面正对烟气来流方向，起截流作用；平直薄片结构位于弧形薄片结构的后部，起分流作用；弧形薄片结构的底端与平直薄片结构的前端紧密连接，使来流被分流截流式导流装置分流、截流，经过绕流后得到径向速度大小相近、方向相反的两部分流体，并在汇合后其径向速度大部分相互抵消，使得主流场的速度方向平行于烟道走向。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳君，刘小华，廖振阳，刘俊，谢田，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31